(57)【要約】  基板集積アンテナアレイ（ＳＩＡＡ）上に実装されたアンテナアレイの各アンテナ素子の個々の送信および／または受信測定の実行に関するシステムおよび方法が開示される。いくつかの実施形態において、ＳＩＡＡは、基板と、基板の表面の１つまたは複数のアンテナ素子と、基板内でグランドに電気的に結合された第１の面および基板の表面の第２の面を有し、基板内で１つまたは複数のアンテナ素子の各アンテナ素子を別々に囲む導電性ビアフェンスとを備える。ＳＩＡＡによれば、各テスト構造体の使用により、アンテナ素子ごとの測定を実行することができる。【選択図】図１
2019519944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１８）と、
前記基板（１８）の表面の１つまたは複数のアンテナ素子（１４）と、
前記基板（１８）内でグランドに電気的に結合された第１の面および前記基板（１８）の前記表面の第２の面を有する導電性ビアフェンス（２０）であって、前記基板（１８）内で前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各アンテナ素子（１４）を別々に囲む、導電性ビアフェンス（２０）と、
を備える、基板集積アンテナアレイ基板（ＳＩＡＡ）（１６）。
【請求項２】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、複数のアンテナ素子（１４）を含む、請求項１に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項３】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、前記基板（１８）の前記表面上のアンテナ素子（１４）である、請求項１または２に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項４】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、前記基板（１８）の前記表面上のグランドプレーン（４６）に形成されたスロットアンテナ素子（１４）である、請求項１または２に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項５】
前記導電性ビアフェンス（２０）が複数の導電性ビア（４２）を備え、前記複数の導電性ビア（４２）のそれぞれが、前記基板（１８）内でグランドに結合された第１の端部および前記基板（１８）の前記表面の第２の端部を有し、前記複数の導電性ビア（４２）が、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各アンテナ素子（１４）が前記複数の導電性ビア（４２）のそれぞれのサブセットによって別々に囲まれるように前記基板（１８）において位置決めされる、請求項１から４のいずれか一項に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項６】
前記導電性ビアフェンス（２０）が、連続的な構造体である、請求項１から４のいずれか一項に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項７】
前記基板（１８）が、機械的位置合わせ機構を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項８】
前記機械的位置合わせ機構が、
前記基板（１８）の外周の前記基板（１８）の前記表面中の溝（３６）と、
前記基板（１８）の外周の前記基板（１８）の前記表面上の隆起（３８）と、
前記基板（１８）の前記表面上の複数のピンと、
前記基板（１８）の前記表面にあいた複数の孔と、
から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項９】
前記基板（１８）が、プリント配線板である、請求項１から８のいずれか一項に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項１０】
前記基板（１８）と反対側の前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の表面上に誘電体（４０）をさらに備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項１１】
前記誘電体（４０）の厚さが、λ／４未満であり、ここで、λは、前記ＳＩＡＡ（１６）により送信または受信される搬送波周波数の波長である、請求項１０に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項１２】
基板（１８）と、
前記基板（１８）の表面の１つまたは複数のアンテナ素子（１４）と、
を備える、基板集積アンテナアレイ基板（ＳＩＡＡ）（１６）と、
電気的分離をもたらす１つまたは複数の材料（４０）で形成された１つまたは複数のキャビティ（２６）を含むテスト冶具アセンブリ（１２）であって、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）の各キャビティ（２６）について、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を電気的に分離するように、前記キャビティ（２６）の側壁（３０）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲むように前記ＳＩＡＡ（１６）の前記基板（１８）の前記表面上に位置決めされた、テスト冶具アセンブリ（１２）と、
を備える、システム（１０）。
【請求項１３】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、複数のアンテナ素子（１４）を含み、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が、複数のキャビティ（２６）を含む、請求項１２に記載のシステム（１０）。
【請求項１４】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、前記基板（１８）の前記表面上のアンテナ素子（１４）である、請求項１２または１３に記載のシステム（１０）。
【請求項１５】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、前記基板（１８）の前記表面上のグランドプレーン（４６）に形成されたスロットアンテナ素子（１４）である、請求項１２または１３に記載のシステム（１０）。
【請求項１６】
前記ＳＩＡＡ（１６）が、前記基板（１８）内でグランドに電気的に結合された第１の面および前記基板（１８）の前記表面の第２の面を有する導電性ビアフェンス（２０）であって、前記基板（１８）内で前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各アンテナ素子（１４）を別々に囲む、導電性ビアフェンス（２０）をさらに備え、
前記テスト冶具アセンブリ（１２）が、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）の各キャビティ（２６）について、前記導電性ビアフェンス（２０）および前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を電気的に分離するように、前記複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲む前記導電性ビアフェンス（２０）のセクションと前記キャビティ（２６）の前記側壁（３０）が位置合わせされるとともに電気的に結合されるように前記ＳＩＡＡ（１６）の前記基板（１８）の前記表面上に位置決めされた、請求項１２または１３に記載のシステム（１０）。
【請求項１７】
前記キャビティ（２６）の前記側壁（３０）が、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲む前記導電性ビアフェンス（２０）の前記セクションと物理的に接触している、請求項１２から１６のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項１８】
前記導電性ビアフェンス（２０）が複数の導電性ビア（４２）を備え、前記複数の導電性ビア（４２）のそれぞれが、前記基板（１８）内でグランドに結合された第１の端部および前記基板（１８）の前記表面の第２の端部を有し、前記複数の導電性ビア（４２）が、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各アンテナ素子（１４）が前記複数の導電性ビア（４２）のそれぞれのサブセットによって別々に囲まれるように前記基板（１８）において位置決めされ、
前記テスト冶具アセンブリ（１２）が、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）の各キャビティ（２６）について、前記導電性ビアフェンス（２０）および前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を電気的に分離するように、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲む前記複数の導電性ビア（４２）の前記サブセットと前記キャビティ（２６）の前記側壁（３０）が位置合わせされるとともに電気的に結合されるように前記ＳＩＡＡ（１６）の前記基板（１８）の前記表面上に位置決めされた、請求項１６に記載のシステム（１０）。
【請求項１９】
前記キャビティ（２６）の前記側壁（３０）が、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲む前記複数の導電性ビア（４２）の前記サブセットと物理的に接触している、請求項１８に記載のシステム（１０）。
【請求項２０】
前記ＳＩＡＡ（１６）が、前記基板（１８）と反対側の前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の表面上に誘電体（４０）をさらに備える、請求項１２から１９のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項２１】
前記誘電体（４０）の厚さが、λ／４未満であり、ここで、λは、前記ＳＩＡＡ（１６）により送信または受信される搬送波周波数の波長である、請求項２０に記載のシステム（１０）。
【請求項２２】
前記テスト冶具アセンブリ（１２）の前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）とそれぞれ位置合わせされるように、前記テスト冶具アセンブリ（１２）を前記ＳＩＡＡ（１６）と位置合わせする機械的位置合わせ機構をさらに備える、請求項１２から２１のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項２３】
前記機械的位置合わせ機構が、
前記ＳＩＡＡ（１６）および前記テスト冶具アセンブリ（１２）の一方の外周の溝（３６）と、
前記ＳＩＡＡ（１６）および前記テスト冶具アセンブリ（１２）の他方の外周の隆起（３８）と、
を含む、請求項２２に記載のシステム（１０）。
【請求項２４】
前記テスト冶具アセンブリ（１２）が、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）それぞれにおいて１つまたは複数のセンサ（３２）をさらに備える、請求項１２から２３のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項２５】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）からの信号の送信時に、前記１つまたは複数のセンサ（３２）により出力された信号を処理して、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各々について１つまたは複数の測定を実行する制御装置（３４）をさらに備える、請求項２４に記載のシステム（１０）。
【請求項２６】
前記１つまたは複数の測定が、振幅誤差、位相誤差、出力電力、エラーベクトル振幅、および隣接チャネル漏洩電力比から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項２５に記載のシステム（１０）。
【請求項２７】
前記１つまたは複数のセンサ（３２）により前記１つまたは複数のキャビティ（２６）に注入される信号を生成し、前記１つもしくは複数のアンテナ素子（１４）または１つもしくは複数の各受信チェーンにより出力された、１つまたは複数の結果の信号を処理して、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各々について１つまたは複数の受信測定を実行する制御装置（３４）をさらに備える、請求項２４に記載のシステム（１０）。
【請求項２８】
前記１つまたは複数の受信測定が、雑音指数および受信感度から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項２７に記載のシステム（１０）。
【請求項２９】
分離をもたらす１つまたは複数の材料で形成された１つまたは複数のキャビティ（２６）を含むテスト冶具アセンブリ（１２）を用いて基板集積アンテナアレイ（ＳＩＡＡ）（１６）上の１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各々について１つまたは複数の測定を実行すること（１００）であって、前記テスト冶具アセンブリ（１２）が、前記１つまたは複数の洞（２６）の各キャビティ（２６）について、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を電気的に分離するように、前記キャビティ（２６）の側壁（３０）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲むように前記ＳＩＡＡ（１６）の表面上に位置決めされた、実行すること（１００）と、
前記１つまたは複数の測定を利用すること（１０２）と、
を含む、方法。
【請求項３０】
前記１つまたは複数の測定を利用すること（１０２）が、前記１つまたは複数の測定を利用して前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を較正することを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記１つまたは複数の測定を利用すること（１０２）が、前記ＳＩＡＡ（１６）とともに、前記１つまたは複数の測定に関連する情報を別のエンティティに提供することを含み、前記情報が、前記１つまたは複数の測定、および前記１つまたは複数の測定に由来する情報から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
基板集積アンテナアレイ基板（ＳＩＡＡ）（１６）、および前記ＳＩＡＡ（１６）上の１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各々について１つまたは複数の測定に関連する情報を取得すること（２００）と、
前記情報を利用すること（２０２）と、
を含む、方法。
【請求項３３】
前記ＳＩＡＡ（１６）上の前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれの前記１つまたは複数の測定が、分離をもたらす１つまたは複数の材料で形成された１つまたは複数のキャビティ（２６）を含むテスト冶具アセンブリ（１２）を用いて実行され、前記テスト冶具アセンブリ（１２）が、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）の各キャビティ（２６）について、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を電気的に分離するように、前記キャビティ（２６）の側壁（３０）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲むように前記ＳＩＡＡ（１６）の表面上に位置決めされた、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ＳＩＡＡ（１６）が、基板（１８）と、前記基板（１８）の表面の１つまたは複数のアンテナ素子（１４）と、前記基板（１８）内でグランドに電気的に結合された第１の面および前記基板（１８）の前記表面の第２の面を有する導電性ビアフェンス（２０）とを備え、前記導電性ビアフェンス（２０）が、前記基板（１８）内で前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各アンテナ素子（１４）を別々に囲む、請求項３２または３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記基板（１８）が、機械的位置合わせ機構を備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記ＳＩＡＡ（１６）が、前記基板（１８）と反対側の前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の表面上に誘電体（４０）をさらに備える、請求項３４または３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記誘電体（４０）の厚さが、λ／４未満であり、ここで、λは、前記ＳＩＡＡ（１６）により送信または受信される搬送波周波数の波長である、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板集積アンテナアレイに関し、より詳細には、このようなアレイにおける個々のアンテナ素子の測定結果（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）の取得に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリメートル周波数で動作する次世代（たとえば、第５世代（５Ｇ））セルラー通信ネットワークでは、特に基地局においてであるが、潜在的には無線デバイスにおいても、多数のアンテナを使用することになる。特定の無線ノード（たとえば、基地局または無線デバイス）により利用されるアンテナは、アンテナアレイとして実装される。このようなアンテナアレイにおけるアンテナ素子の数は、１２８個、さらにはそれ以上になるものと予想される。さらに、ミリメートル周波数において、アンテナアレイは、単一の基板（たとえば、単一のプリント配線板（ＰＣＢ））上で無線周波数（ＲＦ）構成要素とともに集積される可能性が高い。本明細書では、アンテナアレイ、およびいくつかの実装形態ではＲＦ構成要素が集積された基板は、基板集積アンテナアレイ（ＳＩＡＡ）と呼ばれる。
【０００３】
レガシーテスト実行のためのコネクタへのアクセスを伴わない集積アンテナシステムの場合に生じる１つの問題は、たとえば出力電力、エラーベクトル振幅（ＥＶＭ）、および隣接チャネル漏洩電力比（ＡＣＬＲ）等のテスト要件が、従来のテスト方式、すなわち各送受信機チェーンへのコネクタまたはケーブルを利用する伝導性テストを使用して必ずしも実現可能でないということである。本明細書において、伝導性テスト方式は、コネクタベーステスト方式とも呼ばれる。１つの代替テスト方式は、無響テスト室を利用するテスト方式等の放射性テスト方式である。ただし、無響テスト室を用いるような放射性テストでは、各アンテナ素子を別個にテストする必要があるため、長いテスト時間を要する。加えて、放射性テスト方式では、損傷または劣化したアンテナ素子または送受信機チェーンを調べるのに、特定のアンテナ素子または送受信機チェーンを分離しない。
【０００４】
伝導性テスト方式は、送受信機チェーンを別々にテストするのに使用可能であるが、これらのテスト方式は各送受信機チェーンに対して別個の物理的コネクタを必要とする。ただし、伝導性テスト方式は、多数の送受信機チェーンおよび関連する物理的に小さなアンテナ素子を有するＳＩＡＡの場合には、各送受信機チェーンへの物理的コネクタを有するのが難しいため、より困難なものになる。さらに、伝導性テスト方式では通例、アンテナ素子を無線アナログ部品から切断する必要がある。このテストでは、個々の無線部品を観測可能であるが、それによって、不所望であり損失が多く複雑な回路がもたらされる。また、アンテナ素子が切断されるため、伝導性テスト方式は、テストの一部としてアンテナ素子を含まず、アンテナ素子のテストカバレッジを提供しない。
【０００５】
コネクタベースのテスト機構は、それが可能であっても、ＳＩＡＡ等のアンテナ集積無線に最適な解決策ではない場合がある。より高い周波数（ミリメートル波）では、コネクタベースのテスト機構の実装が困難となる。さらに、コネクタは、不要な損失をもたらし、この損失は、高い周波数において、より大きい影響を及ぼす。さらに、コネクタベースのテスト機構に利用されるコネクタは、アンテナ素子自体よりもサイズが大きくなることがあり、したがって、コネクタベースのテスト機構は、大きくて扱いにくい解決策であり得る。いくつかの実装形態（たとえば、ミリ波）においては、必要なコネクタタイプまたはサイズが存在しないことがあり、また製造が困難である可能性もある。
【０００６】
このため、たとえば設計および製造時にＳＩＡＡをテストするためのコネクタレスのテスト機構が求められている。しかしながら、上述の通り、従来の無線テスト機構は理想的とは言えず、それはたとえば、より長いテスト時間を要するからであり、そのことは、システム自体が各アンテナ素子のテストを繰り返すことが必要になるため、アンテナ素子の数が増加するにつれて特に問題となる。したがって、ＳＩＡＡ、特に、ミリメートル波周波数に用いられるような多数のアンテナ素子を有するアンテナアレイを備えたＳＩＡＡの個々のアンテナ素子および／または無線信号経路のテストを可能にするコネクタレスのテスト機構が求められている。
【発明の概要】
【０００７】
基板集積アンテナアレイ（ＳＩＡＡ）上に実装されたアンテナアレイの各アンテナ素子の個々の送信および／または受信測定の実行に関するシステムおよび方法が開示される。いくつかの実施形態において、ＳＩＡＡは、基板と、基板の表面の１つまたは複数のアンテナ素子と、基板内でグランドに電気的に結合された第１の面および基板の表面の第２の面を有し、基板内で１つまたは複数のアンテナ素子の各アンテナ素子を別々に囲む導電性ビアフェンスとを備える。ＳＩＡＡによれば、各テスト構造体の使用により、アンテナ素子ごとの測定を実行することができる。
【０００８】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数のアンテナ素子は、複数のアンテナ素子を含む。いくつかの実施形態において、アンテナ素子は、基板の表面上の構造体である。他の実施形態において、アンテナ素子は、基板の表面上の金属グランドプレーンに形成されたスロットアンテナ素子である。
【０００９】
いくつかの実施形態において、導電性ビアフェンスは、基板内でグランドに結合された第１の端部および基板の表面の第２の端部をそれぞれ有する複数の導電性ビアを備える。複数の導電性ビアは、１つまたは複数のアンテナ素子の各アンテナ素子が複数の導電性ビアのそれぞれのサブセットによって別々に囲まれるように基板において位置決めされている。
【００１０】
いくつかの実施形態において、導電性ビアフェンスは、連続的な構造体である。
【００１１】
いくつかの実施形態において、基板は、機械的位置合わせ機構を備える。さらに、いくつかの実施形態において、機械的位置合わせ機構は、基板の外周の（ａｒｏｕｎｄ  ｔｈｅ  ｐｅｒｉｐｈｅｒｙ）基板の表面中の溝と、基板の外周の基板の表面上の隆起と、基板の表面上の複数のピンと、基板の表面にあいた複数の孔と、から成る群のうちの少なくとも１つを含む。
【００１２】
いくつかの実施形態において、基板は、プリント配線板（ＰＣＢ）である。
【００１３】
いくつかの実施形態において、ＳＩＡＡは、基板と反対側の１つまたは複数のアンテナ素子の表面上に誘電体をさらに備える。いくつかの実施形態において、誘電体の厚さは、λ／４未満であり、λは、ＳＩＡＡにより送信または受信される搬送波周波数の波長である。
【００１４】
ＳＩＡＡおよびテスト冶具アセンブリを備えるシステムの実施形態も開示される。いくつかの実施形態において、ＳＩＡＡは、基板と、基板の表面の１つまたは複数のアンテナ素子と、を備える。テスト冶具アセンブリは、複数のアンテナ素子間に分離をもたらす１つまたは複数の材料で形成された１つまたは複数のキャビティを含む。１つまたは複数の材料としては、導電性材料、複数のアンテナ素子間に分離をもたらすのに十分な表皮深さ（すなわち、対流被膜の厚さ）を有する対流被覆非導電性材料、導電性を付与するためにドープされた１つまたは複数の非導電性材料等が挙げられる。テスト冶具アセンブリは、１つまたは複数のキャビティの各キャビティについて、１つまたは複数のキャビティが１つまたは複数のアンテナ素子を電気的に分離するように、キャビティの側壁が複数のアンテナ素子のそれぞれを囲むようにＳＩＡＡの基板の表面上に位置決めされている。
【００１５】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数のアンテナ素子は、複数のアンテナ素子を含み、１つまたは複数のキャビティは、複数のキャビティを含む。いくつかの実施形態において、アンテナ素子は、基板の表面上の構造体である。他の実施形態において、アンテナ素子は、基板の表面上の金属グランドプレーンに形成されたスロットアンテナ素子である。
【００１６】
いくつかの実施形態において、ＳＩＡＡは、基板内でグランドに電気的に結合された第１の面および基板の表面の第２の面を有する導電性ビアフェンスをさらに備える。導電性ビアフェンスは、基板内で１つまたは複数のアンテナ素子の各アンテナ素子を別々に囲む。テスト冶具アセンブリは、１つまたは複数のキャビティの各キャビティについて、ビアフェンスおよび１つまたは複数のキャビティが１つまたは複数のアンテナ素子を電気的に分離するように、複数のアンテナ素子のそれぞれを囲むビアフェンスのセクション（ｓｅｃｔｉｏｎ）とキャビティの側壁が位置合わせされるとともに電気的に結合されるようにＳＩＡＡの基板の表面上に位置決めされている。
【００１７】
いくつかの実施形態において、キャビティの側壁は、１つまたは複数のアンテナ素子のそれぞれを囲む導電性ビアフェンスのセクションと物理的に接触している。
【００１８】
いくつかの実施形態において、導電性ビアフェンスは、基板内でグランドに結合された第１の端部および基板の表面の第２の端部をそれぞれが有する複数の導電性ビアを備える。複数の導電性ビアは、１つまたは複数のアンテナ素子の各アンテナ素子が複数の導電性ビアのそれぞれのサブセットによって別々に囲まれるように基板において位置決めされる。テスト冶具アセンブリは、１つまたは複数のキャビティの各キャビティについて、ビアフェンスおよび１つまたは複数のキャビティが１つまたは複数のアンテナ素子を電気的に分離するように、１つまたは複数のアンテナ素子のそれぞれを囲む複数の導電性ビアのサブセットとキャビティの側壁が位置合わせされるとともに電気的に結合されるようにＳＩＡＡの基板の表面上に位置決めされている。いくつかの実施形態において、キャビティの側壁は、１つまたは複数のアンテナ素子のそれぞれを囲む複数の導電性ビアフェンスのサブセットと物理的に接触している。
【００１９】
いくつかの実施形態において、ＳＩＡＡは、基板と反対側の１つまたは複数のアンテナ素子の表面上に誘電体をさらに備える。いくつかの実施形態において、誘電体の厚さは、λ／４未満であり、λは、ＳＩＡＡにより送信または受信される搬送波周波数の波長である。
【００２０】
いくつかの実施形態において、このシステムは、テスト冶具アセンブリの１つまたは複数のキャビティが１つまたは複数のアンテナ素子とそれぞれ位置合わせされるように、テスト冶具アセンブリをＳＩＡＡと位置合わせする機械的位置合わせ機構をさらに備える。いくつかの実施形態において、機械的位置合わせ機構は、ＳＩＡＡおよびテスト冶具アセンブリの一方の外周の溝と、ＳＩＡＡおよびテスト冶具アセンブリの他方の外周の隆起と、を含む。
【００２１】
いくつかの実施形態において、テスト冶具アセンブリは、１つまたは複数のキャビティそれぞれにおいて１つまたは複数のセンサをさらに備える。いくつかの実施形態において、このシステムは、１つまたは複数のアンテナ素子からの信号の送信時に、１つまたは複数のセンサにより出力された信号を処理して、１つまたは複数のアンテナ素子それぞれの１つまたは複数の測定を実行する制御装置をさらに備える。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の測定は、振幅誤差、位相誤差、出力電力、エラーベクトル振幅、および隣接チャネル漏洩電力比のうちの少なくとも１つを含む。
【００２２】
いくつかの実施形態において、このシステムは、１つまたは複数のセンサにより１つまたは複数のキャビティに注入される信号を生成し、１つまたは複数のセンサからの信号の受信時に、１つまたは複数のアンテナ素子により出力された１つまたは複数の受信信号を処理して、１つまたは複数のアンテナ素子それぞれの１つまたは複数の受信測定を実行する制御装置をさらに備える。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の受信測定は、雑音指数および受信感度から成る群のうちの少なくとも１つを含む。
【００２３】
いくつかの実施形態において、方法は、複数のアンテナ素子間に分離をもたらす１つまたは複数の材料で形成された１つまたは複数のキャビティを含むテスト冶具アセンブリを用いてＳＩＡＡ上の１つまたは複数のアンテナ素子それぞれの１つまたは複数の測定を実行することを含む。１つまたは複数の材料としては、導電性材料、複数のアンテナ素子間に分離をもたらすのに十分な表皮深さ（すなわち、対流被膜の厚さ）を有する対流被覆非導電性材料、導電性を付与するためにドープされた１つまたは複数の非導電性材料等が挙げられる。テスト冶具アセンブリは、１つまたは複数のキャビティの各キャビティについて、１つまたは複数のキャビティが１つまたは複数のアンテナ素子を電気的に分離するように、キャビティの側壁が１つまたは複数のアンテナ素子のそれぞれを囲むようにＳＩＡＡの表面上に位置決めされている。この方法は、１つまたは複数の測定を利用することをさらに含む。
【００２４】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の測定を利用することは、１つまたは複数の測定を利用して１つまたは複数のアンテナ素子を較正することを含む。
【００２５】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の測定を利用することは、ＳＩＡＡとともに、１つまたは複数の測定に関連する情報を別のエンティティに提供することを含み、この情報は、１つまたは複数の測定および、１つまたは複数の測定に由来する情報から成る群のうちの少なくとも１つを含む。
【００２６】
いくつかの実施形態において、方法は、ＳＩＡＡおよびＳＩＡＡ上の１つまたは複数のアンテナ素子それぞれの１つまたは複数の測定に関連する情報を取得することと、この情報を利用することと、を含む。
【００２７】
いくつかの実施形態において、ＳＩＡＡ上の１つまたは複数のアンテナ素子それぞれの１つまたは複数の測定は、複数のアンテナ素子間に分離をもたらす１つまたは複数の材料で形成された１つまたは複数のキャビティを含むテスト冶具アセンブリを用いて実行されたものである。１つまたは複数の材料としては、導電性材料、複数のアンテナ素子間に分離をもたらすのに十分な表皮深さ（すなわち、対流被膜の厚さ）を有する対流被覆非導電性材料、導電性を付与するためにドープされた１つまたは複数の非導電性材料等が挙げられる。１つまたは複数のアンテナ素子それぞれの１つまたは複数の測定が実行される一方、テスト冶具アセンブリは、１つまたは複数のキャビティの各キャビティについて、１つまたは複数のキャビティが１つまたは複数のアンテナ素子を電気的に分離するように、キャビティの側壁が１つまたは複数のアンテナ素子のそれぞれを囲むようにＳＩＡＡの表面上に位置決めされたものである。
【００２８】
いくつかの実施形態において、ＳＩＡＡは、基板と、基板の表面の１つまたは複数のアンテナ素子と、基板内でグランドに電気的に結合された第１の面および基板の表面の第２の面を有する導電性ビアフェンスとを備える。導電性ビアフェンスは、基板内で１つまたは複数のアンテナ素子の各アンテナ素子を別々に囲む。
【００２９】
いくつかの実施形態において、基板は、機械的位置合わせ機構を備える。
【００３０】
いくつかの実施形態において、ＳＩＡＡは、基板と反対側の１つまたは複数のアンテナ素子の表面上に誘電体をさらに備える。いくつかの実施形態において、誘電体の厚さは、λ／４未満であり、λは、ＳＩＡＡにより送信または受信される搬送波周波数の波長である。
【００３１】
当業者であれば、添付の図面に関連して以下の実施形態の詳細な説明を読むことにより、本開示の範囲が理解されるとともに、その追加の態様が認識されよう。
【００３２】
本明細書に組み込まれるとともに本明細書の一部を形成する添付の図面は、本開示の複数の態様を示しており、以下の記述と併せて、本開示の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本開示のいくつかの実施形態に係る、基板集積アンテナアレイ（ＳＩＡＡ）およびアンテナ素子ごとの測定結果を取得するテスト冶具アセンブリを具備するシステムを示した図である。
【図２】アンテナ素子上方のＳＩＡＡ上に誘電体構造が含まれた図１のシステムの一変形例を示した図である。
【図３Ａ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図１のＳＩＡＡの例示的な一実施形態の断面図である。
【図３Ｂ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図１のＳＩＡＡの例示的な一実施形態の上面図である。
【図３Ｃ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図１のＳＩＡＡの例示的な一実施形態の上面図である。
【図４Ａ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図１のテスト冶具アセンブリの断面図である。
【図４Ｂ】本開示のいくつかの実施形態に係る、図１のテスト冶具アセンブリの底面図である。
【図５】アンテナアレイがスロットアンテナアレイであるいくつかの他の実施形態に係る、ＳＩＡＡを示した図である。
【図６】本開示のいくつかの実施形態に係る、図５のＳＩＡＡおよびアンテナ素子ごとの測定結果を取得するテスト冶具アセンブリを具備するシステムを示した図である。
【図７】本開示のいくつかの実施形態に係る、ＳＩＡＡおよびテスト冶具アセンブリの使用に関するプロセスを示した図である。
【図８】本開示のいくつかの他の実施形態に係る、ＳＩＡＡおよびテスト冶具アセンブリの使用に関するプロセスを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に記載する実施形態は、当業者による実施形態の実践を可能にする情報を表すとともに、実施形態を実践する最良の形態を示している。添付の図面に照らして以下の説明を読むことにより、当業者であれば、本開示の概念が了解されるとともに、本明細書において特に言及していないこれらの概念の用途が認識されよう。これらの概念および用途は、本開示の範囲および添付の特許請求の範囲に含まれることが了解されるものとする。
【００３５】
基板集積アンテナアレイ（ＳＩＡＡ）システムの場合、現在のところ、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）適合性要件を満たすのに、全面放射パターンは求められない可能性がある。等価等方放射電力（ＥＩＲＰ）／実効等方感度（ＥＩＳ）のテスト要件は、３６０°全面放射パターンではなく、さまざまなステアリング角における主ビーム上の１点を対象としている。これは、今日のアンテナテスト範囲が、最小限の要件を満たすためにＳＩＡＡ基地局をテストする唯一の解決策ではないことを意味する。
【００３６】
ＳＩＡＡ上に実装されたアンテナアレイの各アンテナ素子の個々の送信および／または受信測定の実行に関するシステムおよび方法が開示される。本明細書において使用される場合、ＳＩＡＡは、アンテナアレイの複数のアンテナ素子が実装された基板（たとえば、プリント配線板（ＰＣＢ））である。いくつかの実施形態においては、無線周波数（ＲＦ）構成要素（たとえば、ＲＦ送信機および／またはＲＦ受信機の構成要素）もＳＩＡＡ上に実装されている。
【００３７】
この点に関して、図１は、本開示のいくつかの実施形態に係る、テスト冶具アセンブリ１２の利用により、ＳＩＡＡ１６の個々のアンテナ素子１４の送信および／または受信測定を実行するシステム１０を示している。図示のように、ＳＩＡＡ１６は、基板１８を具備する。基板１８は、たとえばＰＣＢであってもよいが、これに限定されない。他種の基板１８が用いられてもよい。本実施形態において、アンテナ素子１４は、ＳＩＡＡ１６の表面上の構造体である。議論の簡素化および容易化のため、図示の例においては、３つのアンテナ素子１４が存在しており、アンテナ素子１４−１、１４−２、および１４−３と呼ばれる。ただし、ＳＩＡＡ１６は、多くのアンテナ素子１４（たとえば、１２８個以上）を具備していてもよいことに留意すべきである。アンテナ素子１４は、たとえば導電性材料（たとえば、金属）等の任意適当な材料で形成されている。金属は一例であり、他の材料が用いられてもよい。たとえば、誘電体放射アンテナに適した材料が用いられるようになっていてもよい。図５および図６に関して論じるように、いくつかの他の実施形態においては、アンテナ素子１４は各スロットアンテナ素子を構成するスロットである。
【００３８】
また、ＳＩＡＡ１６は、導電性ビアフェンス２０を具備する。導電性ビアフェンス２０の第１の面は、基板１８内でグランドに結合されている（たとえば、物理的にグランドに接続されている）。この特定の例において、導電性ビアフェンス２０の第１の面は、基板１８内で接地板２２に結合されている。導電性ビアフェンス２０の第２の面は、基板１８の表面にある。いくつかの実施形態において、導電性ビアフェンス２０の第２の面は、基板１８の表面で露出しているか、または、基板１８の表面上のコンタクトに電気的かつ物理的に接続されている。ただし、いくつかの実施形態において、導電性ビアフェンス２０の第２の面は、基板１８の表面で露出しておらず、基板１８の表面に十分近く、テスト冶具アセンブリ１２と併せて、アンテナ素子１４の電気的分離を可能にする。
【００３９】
いくつかの実施形態において、導電性ビアフェンス２０は、導電性材料（たとえば、金属）が充填された基板１８中の多くのビアまたは孔で形成されている。いくつかの他の実施形態において、導電性ビアフェンス２０は、連続的な構造体となるように導電性材料が充填された基板１８の表面に形成されたトレンチで形成されている。さらに、いくつかの実施形態において、ＳＩＡＡ１６は、導電性ビアフェンス２０上方の基板１８の表面上にコンタクトを具備することにより、後述の通り、導電性ビアフェンス２０とテスト冶具アセンブリ１２との間の電気的接触および本例においては物理的接触を可能にする。
【００４０】
導電性ビアフェンス２０は、基板１８内でアンテナ素子１４それぞれを別々に囲む。言い換えると、導電性ビアフェンス２０は、アンテナ素子１４−１を囲む第１のセクション、アンテナ素子１４−２を囲む第２のセクション、およびアンテナ素子１４−３を囲む第３のセクションを具備する。以下に詳しく論じる通り、テスト冶具アセンブリ１２と併せて、導電性ビアフェンス２０は、アンテナ素子１４に対する測定を個別に実行できるように個々のアンテナ素子１４を電気的に分離する多キャビティ構造を形成する。
【００４１】
テスト冶具アセンブリ１２は、冶具２４または支持構造と、複数のアンテナ素子間に分離をもたらす冶具２４内の１つまたは複数の材料２８により形成されたいくつかのキャビティ２６とを含む。１つまたは複数の材料２８としては、導電性材料（たとえば、金属）、複数のアンテナ素子間に分離をもたらすのに十分な表皮深さ（すなわち、対流被膜の厚さ）を有する対流被覆非導電性材料、導電性を付与するためにドープされた１つまたは複数の非導電性材料、または低誘電率もしくは適当な表皮深さを有する類似材料が挙げられる。本例においては、３つのキャビティ２６が存在しており、キャビティ２６−１、２６−２、および２６−３と呼ばれる。
【００４２】
テスト冶具アセンブリ１２は、キャビティ２６−１、２６−２、および２６−３がアンテナ素子１４−１、１４−２、および１４−３とそれぞれ位置合わせされるように、ＳＩＡＡ１６上に位置決めされている。より具体的に、テスト冶具アセンブリ１２は、各アンテナ素子１４−１、１４−２、および１４−３を囲む導電性ビアフェンス２０のセクションとキャビティ２６−１、２６−２、および２６−３の側壁３０が位置合わせされるとともに電気的に結合されるように、ＳＩＡＡ１６上に位置決めされている。上で論じた通り、導電性ビアフェンス２０の一面（たとえば、図示の例における上面）は、ＳＩＡＡ１６の基板１８の表面にあるため、導電性ビアフェンス２０とキャビティ２６の側壁３０との間の電気的接触および本例においては物理的接触が可能となる。キャビティ２６は、導電性ビアフェンス２０に対して、導電性ビアフェンス２０とともにアンテナ素子１４を電気的に分離し得る適当な形状を有する。具体的には、キャビティ２６−１およびアンテナ素子１４−１を囲む導電性ビアフェンス２０のセクションがアンテナ素子１４−１を電気的に分離する。同様に、キャビティ２６−２および２６−３は、アンテナ素子１４−２および１４−３を囲む導電性ビアフェンス２０の各セクションと併せて、アンテナ素子１４−２および１４−３をそれぞれ電気的に分離する。
【００４３】
また、テスト冶具アセンブリ１２は、キャビティ２６内に位置決めされたセンサ３２を具備する。センサ３２は、キャビティ２６内にあることから、アンテナ素子１４と同様に、互いに電気的に分離さるため、アンテナ素子１４ごとまたは送信もしくは受信チェーンごとの測定が可能となる。いくつかの実施形態において、センサ３２は、各アンテナ素子１４から送信された信号を検出する。したがって、センサ３２−１がアンテナ素子１４−１から送信された信号を検出し、センサ３２−２がアンテナ素子１４−２から送信された信号を検出し、センサ３２−３がアンテナ素子１４−３から送信された信号を検出する。センサ３２により検出された信号は、制御装置３４に出力される。とりわけ、これらの信号は、制御装置３４による処理に先立って、センサまたはセンサ３２と制御装置３４との間に接続された回路により前処理（たとえば、ダウンコンバートおよびアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換）されてもよい。制御装置３４は、信号を処理して、アンテナ素子１４それぞれの１つまたは複数の測定を個別に実行する。測定には、たとえば振幅誤差、位相誤差、出力電力、エラーベクトル振幅（ＥＶＭ）、および隣接チャネル漏洩電力比（ＡＣＬＲ）のうちの１つまたは複数を含んでいてもよい。ただし、これらの測定は、一例に過ぎない。付加的または代替的な測定が実行されてもよい。
【００４４】
上記の追加または代替として、いくつかの実施形態においては、受信測定（たとえば、雑音指数測定）が実行される。たとえば、いくつかの実施形態において、センサ３２は、たとえば制御装置３４により生成された信号を送信または注入する。注入された信号は、各アンテナ素子１４によって受信され、ＳＩＡＡ１６内部またはＳＩＡＡ外部に含まれる各受信チェーンによって処理される。処理された信号は、制御装置３４に提供され、アンテナ素子１４それぞれの１つまたは複数の受信測定を個別に実行するように処理される。別の例として、アンテナ素子１４により出力された信号は、たとえばアンテナ素子１４においてセンサ３２による信号の注入がない場合に測定を実行するように処理されるようになっていてもよい。
【００４５】
制御装置３４は、ハードウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせとして実装されていてもよい。たとえば、制御装置３４は、１つもしくは複数のプロセッサ（たとえば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および／または類似のもの）ならびにプロセッサにより実行された場合に制御装置３４を本明細書に記載の通り動作させるソフトウェア命令を格納したメモリとして実装されていてもよい。
【００４６】
また、テスト冶具アセンブリ１２およびＳＩＡＡ１６は、キャビティ２６の側壁３０と導電性ビアフェンス２０とを適正かつ正確に位置合わせする機械的位置合わせ機構を具備する。本例において、機械的機構には、ＳＩＡＡ１６の外周の基板１８の表面中の溝３６およびテスト冶具アセンブリ１２の外周の各隆起３８を含む。ただし、他の機械的位置合わせ機構（たとえば、ピンおよび孔）が用いられてもよい。
【００４７】
図２は、本開示のいくつかの実施形態に係る、誘電体４０または誘電体構造がＳＩＡＡ１６の表面上に含まれ、アンテナ素子１４上方に延びたシステム１０の一変形例を示している。いくつかの実施形態において、誘電体４０は、取り外し不可能または取り外し可能な誘電体レドームである。誘電体４０は、取り外し不可能な場合、いくつかの実施形態において、ビアフェンス２０を覆っていてもよく、その場合は、ビアフェス２０上方のエリアにドープされ、エリアにおいて導電性となっていてもよい。誘電体４０は、誘電材料の１つまたは複数の層を含む。誘電体４０は、ＳＩＡＡ１６、特に、アンテナ素子１４を保護する。通常、誘電体４０の厚さは、比較的大きくなる。誘電体がこのように厚いと、テスト冶具アセンブリ１２は、本明細書に記載の通り機能しなくなる。このため、本実施形態において、誘電体４０は、十分に薄く、および／または、所望の動作周波数においてキャビティ２６の側壁３０と導電性ビアフェンス２０とを十分良好に容量結合し得るようにドープされている。言い換えると、誘電体４０は、十分に薄く、および／または、少なくともキャビティ２６の側壁３０が導電性ビアフェンス２０と位置合わせされた場所で、導電性となるようにドープされている。いくつかの実施形態において、誘電体４０の厚さは、λ／４未満であり、λは、ＳＩＡＡ１６により送信または受信される搬送波周波数の波長である。いくつかの代替の実施形態において、誘電体４０は、テスト冶具アセンブリ１２をＳＩＡＡ１６の表面に取り付けてアンテナ素子１４をテストする前に取り外せるように、取り外し可能である。テストが完了したら、テスト冶具アセンブリ１２をＳＩＡＡ１６から取り外すことができ、誘電体４０をＳＩＡＡ１６上に戻して、たとえば通常の動作を行える。あるいは、誘電体４０は、取り外し可能であっても不可能であってもよく、テスト冶具アセンブリ１２を用いたテストが完了するまで、ＳＩＡＡ１６上に組み付けられない。
【００４８】
図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃはそれぞれ、本開示のいくつかの例示的な実施形態に係る、図１のＳＩＡＡ１６の断面図および上面図である。この議論は、誘電体４０の図示を除いて、図２の実施形態にも等しく適用可能である。図３Ａに示すとともに上述した通り、ＳＩＡＡ１６は、基板１８と、基板１８の表面上のアンテナ素子１４と、導電性ビアフェンス２０とを具備する。本例において、ＳＩＡＡ１６は、基板１８内において、導電性ビアフェンス２０が結合された接地板２２をさらに具備する。加えて、本例において、ＳＩＡＡ１６は、テスト冶具アセンブリ１２（図示せず）のキャビティ２６の側壁３０を導電性ビアフェンス２０と適正に位置合わせする機械的位置合わせ機構をもたらす溝３６を具備する。
【００４９】
図３Ｂに示すように、本例において、導電性ビアフェンス２０は、基板１８の表面から接地板２２まで延びたいくつかのビア４２で形成されている。言い換えると、ビア４２それぞれの一端が基板１８の表面で好ましくは露出し、ビア４２それぞれの他端が（電気的および潜在的には物理的に）接地板２２に結合されているのが好ましい。各ビア４２は、たとえば本例においては金属等の導電性材料である適当な材料が充填された基板１８中の孔である。本例において、ビア４２は正方形状の断面を有するおよび／または類似のもの、たとえば正方形、長方形、円形等、任意所望の形状の断面を有していてもよいことに留意されたい。さらに、ビア４２のサイズ、ビア４２の数、およびビア４２の間隔は、特定の実装態様に応じて変動してもよい。またさらに、図示はしていないが、ビア４２上方の基板１８の表面には、コンタクトパッドが設けられ、テスト冶具アセンブリ１２のキャビティ２６の側壁３０と導電性ビアフェンス２０との間の電気的および物理的接触を実現または改善していてもよい。図３Ｂで分かるように、導電性ビアフェンス２０の第１のセクションがアンテナ素子１４−１を囲み、第２のセクションがアンテナ素子１４−２を囲み、第３のセクションがアンテナ素子１４−３を囲む。
【００５０】
図３Ｂに示す導電性ビアフェンス２０の例は、ほんの一例に過ぎないことに留意すべきである。別の例として、導電性ビアフェンス２０は、基板１８の表面中のトレンチにより形成されていてもよく、トレンチには、図３Ｃに示すように、たとえば導電性材料（金属）等の適当な材料が充填されている。また、図３Ｂに示すアンテナ素子１４の形状は、ほんの一例に過ぎないことに留意すべきである。アンテナ素子１４の形状は、特定の実装態様に応じて変動してもよい。
【００５１】
また、図３Ｂおよび図３Ｃに分かるように、この例において、溝３６は、基板１８の外周に延びている。この場合も、溝３６は、機械的位置合わせ機構のほんの一例に過ぎない。本開示を読んで当業者が理解するように、他の機械的位置合わせ機構が用いられてもよい。
【００５２】
図４Ａおよび図４Ｂはそれぞれ、本開示のいくつかの実施形態に係る、図１のテスト冶具アセンブリ１２の断面図および底面図である。図４Ａに示すとともに上述した通り、テスト冶具アセンブリ１２は、冶具２４と、キャビティ２６を形成する冶具２４内の１つまたは複数の材料２８とを含む。加えて、テスト冶具アセンブリ１２は、各キャビティ２６にセンサ３２を具備する。また、本例において、テスト冶具アセンブリ１２は、ＳＩＡＡ１６の表面中の溝３６とともに動作して、キャビティ２６の側壁３０と導電性ビアフェンス２０との間の適正な機械的位置合わせをもたらす隆起３８を具備する。
【００５３】
図４Ｂに示すように、本例においては、キャビティ２６の形成に材料２８が利用される。特に、キャビティ２６−１は、材料２８で形成された側壁３０−１、３０−２、３０−３、および３０−４のほか、上面４４−１を有する。本例において、センサ３２−１は、キャビティ２６−１の上面４４−１上またはその近傍に位置決めされている。キャビティ２６−２は、材料２８で形成された側壁３０−３、３０−５、３０−６、および３０−７のほか、上面４４−２を有する。本例においては、キャビティ２６−１および２６−２が共通の側壁３０−３を共有していることに留意されたい。本例において、センサ３２−２は、キャビティ２６−２の上面４４−２上またはその近傍に位置決めされている。キャビティ２６−３は、材料２８で形成された側壁３０−６、３０−８、３０−９、および３０−１０のほか、上面４４−３を有する。本例においては、キャビティ２６−２および２６−３が共通の側壁３０−６を共有していることに留意されたい。本例において、センサ３２−３は、キャビティ２６−３の上面４４−３上またはその近傍に位置決めされている。
【００５４】
本明細書に開示の概念は、ミリメートル波用途の設計により適するが、ミリメートル波に依存した周波数ではない。アンテナボード上のアンテナ素子１４またはサブアレイ間の導電性ビアフェンス２０または壁を含むもの等、テスト冶具アセンブリ１２を接続可能な任意の設計において、本明細書に開示の概念を使用可能である。
【００５５】
各キャビティ２６の結合伝達関数は、導出可能であるとともに特性化可能であるため、各測定から除去することができることに留意されたい。さらに、各センサ３２は、伝導性信号の分離測定をもたらす。これにより、各アンテナ素子１４の能動駆動回路の分離送信性能測定（たとえば、線形性等）、雑音指数の分離受信性能測定、およびすべてのアンテナ素子１４の同時測定を可能にすることにより時間コストの節約が可能となる。またさらに、テスト冶具アセンブリ１２によれば、コネクタなしでの測定が可能となり、コストおよび複雑性が抑えられる。さらに、導電性ビアフェンス２０および任意選択として機械的位置合わせ機構を追加しさえすればよいため、ＳＩＡＡ１６を製造する追加コストが最小限となる。
【００５６】
上記例示的な実施形態において、アンテナ素子１４は、基板１８の表面上に形成されたアンテナ素子１４として示している。ただし、いくつかの別の実施形態において、アンテナ素子１４は、スロットアンテナを形成するスロットである。この点において、図５は、アンテナ素子１４が基板１８の表面上のグランドプレーン４６に形成されたスロットであって、アンテナアレイがスロットアンテナアレイであるＳＩＡＡ１６の一例を示している。図５の例においては、長方形状を有するものとしてスロットを示しているが、スロットの形状は、特定の実装形態に応じて変動する（すなわち、スロットは、任意の形状を有し得る）ことに留意されたい。グランドプレーン４６は、少なくともいくつかの実施形態において、基板１８内でグランド接続された金属層である。スロットは、スロットアンテナ素子１４と呼ばれる。当業者には理解されるであろうように、スロットアンテナ素子１４の駆動もしくは励起ならびに／またはスロットアンテナ素子１４からの信号の受信のため、基板１８内のマイクロストリップまたは類似の構造が動作する。図５には示していないが、ＳＩＡＡ１６は、上述の通りテスト冶具アセンブリ１２をＳＩＡＡ１６と位置合わせする機械的位置合わせ機構も具備する。また、本実施形態において、導電性ビアフェンス２０は、任意選択であるため、図示していない。ただし、いくつかの実施形態において、スロットアンテナアレイを用いるＳＩＡＡ１６は、上述の通り、導電性ビアフェンス２０も具備する。
【００５７】
図６は、本開示のいくつかの実施形態に係る、図５のＳＩＡＡ１６およびテスト冶具アセンブリ１２の断面図である。本例において、ＳＩＡＡ１６は、導電性ビアフェンス２０を具備しており、上述の通り、キャビティ２６の側壁３０が導電性ビアフェンス２０と位置合わせされている。本実施形態においても、導電性ビアフェンス２０は任意選択であることに留意されたい。より具体的には、グランドプレーン４６が接地済みであるため、側壁３０がグランドプレーン４６に接触すると、テスト冶具２４が接地される。このため、いくつかの実施形態においては、テスト冶具２４の側壁３０が接地済みであることから、ＳＩＡＡ１６はビアフェンス２０を具備しない。
【００５８】
上で論じた通り、テスト冶具アセンブリ１２は、ＳＩＡＡ１６の導電性ビアフェンス２０と併せて、アンテナ素子ごとの測定を可能にする。これらアンテナ素子ごとの測定を把握することで、多くの補正ステップのうちの１つを行うことができる。たとえば、製造時、アンテナ素子ごとの測定により、ＳＩＡＡ１６および費やされる時間を犠牲にして、アンテナ素子１４のいずれかまたは各送信もしくは受信チェーンのいずれかが一部の所定要件を満たさないことが示された場合は、ＳＩＡＡ１６が拒絶されてもよい。ただし、別の例として、テスト冶具アセンブリ１２を用いて得られたアンテナ素子ごとの測定結果によりもたらされる知識により、ＳＩＡＡ１６には、ＳＩＡＡ１６の展開時に使用すべきでないアンテナ素子１４および関連回路を示す情報を標準装備することも可能である。これが妥当となり得るのは、多数のアンテナ素子１４を有するアンテナシステムにおいて、アンテナアレイの全体性能に対する各アンテナ素子の寄与が小さくなるためである。補正動作の他の例として、相対利得または位相誤差のマップを含むことも可能である。この誤差情報は、システムによる使用により、ＳＩＡＡ１６の製造品質を補償することができる。
【００５９】
この点において、図７および図８は、本開示のいくつかの実施形態に係る、テスト冶具アセンブリ１２を用いて取得された測定結果を利用するプロセスを示したフローチャートである。図７のプロセスにおいては、テスト冶具アセンブリ１２を用いて、測定を実行する（ステップ１００）。測定は、たとえば各アンテナ素子１４の振幅および／または位相誤差測定等、アンテナ素子ごとの測定である。ただし、任意所望の種類のアンテナ素子ごとの測定が実行されてもよい。たとえば、送信シナリオの場合は、アンテナ素子１４を介して信号が送信される。送信時は、アンテナ素子１４により出力された各信号をセンサ３２が検知して、たとえば制御装置３４に各信号を提供する。そして、制御装置３４は、検知された信号を処理して、所望の測定結果を提供する。たとえば、アンテナ素子１４を駆動する送信チェーンに入力された各信号に対して（たとえば、ベースバンドで）検知信号を比較することにより、振幅および／または位相誤差測定結果が取得されてもよい。別の例として、受信シナリオの場合、制御装置３４は、テスト信号を生成し、センサ３２を通じてキャビティ２６に注入するとともに、各アンテナ素子１４の受信チェーンの結果としての出力信号を取得してもよい。この結果としての出力信号に基づいて、制御装置３４は、たとえば出力信号に基づく雑音指数測定結果および／または受信感度を演算するようにしてもよい。上の例は、何ら限定的なものではないことに留意されたい。本開示を読んで当業者が理解するように、他種の測定結果が同様に取得されてもよい。
【００６０】
その後、測定結果を利用する（ステップ１０２）。たとえば、制御装置（たとえば、制御装置３４）は、ステップ１００における測定を実行してもよく、またはステップ１００において測定を実行した測定システムからの測定結果を取得してもよい。そして、制御装置は、測定結果を利用して、たとえば無線または送受信機チェーンの能動構成要素の較正により、たとえばＳＩＡＡ１６に実装されたアンテナアレイを補償するようにしてもよい。たとえば、制御装置は、各測定結果を用いて、各アンテナ素子１４または各送信もしくは受信チェーンの振幅および／または位相誤差を較正するようにしてもよい。別の例としては、測定結果または測定結果に由来する情報を別のエンティティ（たとえば、システムでＳＩＡＡ１６を利用することになる顧客）に提供することによって、測定結果が利用されるようになっていてもよい。この情報は、たとえば、どのアンテナ素子１４、またはどの送信もしくは受信チェーンが何らかの所定の性能要件を満たさないかを示す測定結果または情報を含む。この情報は、たとえば製造業者によって、たとえばＳＩＡＡ１６の顧客または購入者に提供されてもよい。
【００６１】
図８は、本開示のいくつかの実施形態に係る、ＳＩＡＡ１６のアンテナ素子１４に対して実行された測定に関連する情報を取得して使用するプロセスを示したフローチャートである。このプロセスは、たとえば顧客および／または製造業者からＳＩＡＡ１６を購入あるいは取得する顧客により実装されたシステムによって実行されてもよい。図示のように、ＳＩＡＡ１６およびアンテナ素子１４に対して実行された測定に関連する情報を取得する（ステップ２００）。測定は、たとえば上述の通りテスト冶具アセンブリ１２を用いて実行されたアンテナ素子ごとの測定である。この情報は、上述の通り、測定結果、または測定結果に由来する情報であってもよい。その後、情報を利用する（ステップ２０２）。たとえば、この情報は、ＳＩＡＡ１６が組み込まれたシステムの制御装置により利用され、たとえば所定の性能要件を満たさない任意のアンテナ素子１４の使用を回避すること、および／または、情報が示すようなＳＩＡＡ１６の理想的ではない特性を軽減する補償または較正プロセスを実行することが可能である。たとえば、この情報は、各アンテナ素子１４の振幅および／または位相誤差を示していてもよく、システムは、アンテナ素子１４のうちの少なくとも一部の振幅および／または位相誤差を補償するように動作可能である。
【００６２】
本開示の全体にわたって、以下の略語を使用している。
３ＧＰＰ  第３世代パートナーシッププロジェクト
５Ｇ  第５世代
ＳＩＡＡ  基板集積アンテナアレイ
ＡＣＬＲ  隣接チャネル漏洩電力比
Ａ／Ｄ  アナログ−デジタル
ＡＳＩＣ  特定用途向け集積回路
ＣＰＵ  中央演算処理装置
ｄＢ  デシベル
ＤＳＰ  デジタル信号プロセッサ
ＥＩＲＰ  等価等方放射電力
ＥＩＳ  実効等方感度
ＥＶＭ  エラーベクトル振幅
ＦＰＧＡ  フィールドプログラマブルゲートアレイ
ＧＨｚ  ギガヘルツ
ＰＣＢ  プリント配線板
ＲＦ  無線周波数
【００６３】
当業者であれば、本開示の実施形態の改良および修正が認識されよう。このような改良および修正はすべて、本明細書に開示の概念の範囲内にあるものと考えられる。
【図１】
2019519944.tif 000003
【図２】
2019519944.tif 000004
【図３Ａ】
2019519944.tif 000005
【図３Ｂ】
2019519944.tif 000006
【図３Ｃ】
2019519944.tif 000007
【図４Ａ】
2019519944.tif 000008
【図４Ｂ】
2019519944.tif 000009
【図５】
2019519944.tif 000010
【図６】
2019519944.tif 000011
【図７】
2019519944.tif 000012
【図８】
2019519944.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月1日(2018.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板集積アンテナアレイ（ＳＩＡＡ）（１６）であって、
基板（１８）と、
前記基板（１８）の表面の１つまたは複数のアンテナ素子（１４）と、
前記基板（１８）内でグランドに電気的に結合された第１の面および前記基板（１８）の前記表面の第２の面を有する導電性ビアフェンス（２０）であって、前記基板（１８）内で前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各アンテナ素子（１４）を別々に囲む、導電性ビアフェンス（２０）と、
テスト冶具アセンブリ（１２）の１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）とそれぞれ位置合わせされるように、前記テスト冶具アセンブリ（１２）を前記ＳＩＡＡ（１６）と位置合わせする機械的位置合わせ機構と、
を備える、ＳＩＡＡ（１６）。
【請求項２】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、複数のアンテナ素子（１４）を含む、請求項１に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項３】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、前記基板（１８）の前記表面上のアンテナ素子（１４）である、請求項１または２に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項４】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、前記基板（１８）の前記表面上のグランドプレーン（４６）に形成されたスロットアンテナ素子（１４）である、請求項１または２に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項５】
前記導電性ビアフェンス（２０）が複数の導電性ビア（４２）を備え、前記複数の導電性ビア（４２）のそれぞれが、前記基板（１８）内でグランドに結合された第１の端部および前記基板（１８）の前記表面の第２の端部を有し、前記複数の導電性ビア（４２）が、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各アンテナ素子（１４）が前記複数の導電性ビア（４２）のそれぞれのサブセットによって別々に囲まれるように前記基板（１８）において位置決めされる、請求項１から４のいずれか一項に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項６】
前記導電性ビアフェンス（２０）が、連続的な構造体である、請求項１から４のいずれか一項に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項７】
前記機械的位置合わせ機構が、
前記基板（１８）の外周の前記基板（１８）の前記表面中の溝（３６）と、
前記基板（１８）の外周の前記基板（１８）の前記表面上の隆起（３８）と、
前記基板（１８）の前記表面上の複数のピンと、
前記基板（１８）の前記表面にあいた複数の孔と、
から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項８】
前記基板（１８）が、プリント配線板である、請求項１から７のいずれか一項に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項９】
前記基板（１８）と反対側の前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の表面上に誘電体（４０）をさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項１０】
前記誘電体（４０）の厚さが、λ／４未満であり、ここで、λは、前記ＳＩＡＡ（１６）により送信または受信される搬送波周波数の波長である、請求項９に記載のＳＩＡＡ（１６）。
【請求項１１】
基板（１８）と、
前記基板（１８）の表面の１つまたは複数のアンテナ素子（１４）と、
を備える、基板集積アンテナアレイ（ＳＩＡＡ）（１６）と、
電気的分離をもたらす１つまたは複数の材料（４０）で形成された１つまたは複数のキャビティ（２６）を含むテスト冶具アセンブリ（１２）であって、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）の各キャビティ（２６）について、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を電気的に分離するように、前記キャビティ（２６）の側壁（３０）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲むように前記ＳＩＡＡ（１６）の前記基板（１８）の前記表面上に位置決めされた、テスト冶具アセンブリ（１２）と、
を備える、システム（１０）。
【請求項１２】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、複数のアンテナ素子（１４）を含み、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が、複数のキャビティ（２６）を含む、請求項１１に記載のシステム（１０）。
【請求項１３】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、前記基板（１８）の前記表面上のアンテナ素子（１４）である、請求項１１または１２に記載のシステム（１０）。
【請求項１４】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）が、前記基板（１８）の前記表面上のグランドプレーン（４６）に形成されたスロットアンテナ素子（１４）である、請求項１１または１２に記載のシステム（１０）。
【請求項１５】
前記ＳＩＡＡ（１６）が、前記基板（１８）内でグランドに電気的に結合された第１の面および前記基板（１８）の前記表面の第２の面を有する導電性ビアフェンス（２０）であって、前記基板（１８）内で前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各アンテナ素子（１４）を別々に囲む、導電性ビアフェンス（２０）をさらに備え、
前記テスト冶具アセンブリ（１２）が、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）の各キャビティ（２６）について、前記導電性ビアフェンス（２０）および前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を電気的に分離するように、前記複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲む前記導電性ビアフェンス（２０）のセクションと前記キャビティ（２６）の前記側壁（３０）が位置合わせされるとともに電気的に結合されるように前記ＳＩＡＡ（１６）の前記基板（１８）の前記表面上に位置決めされた、請求項１１または１２に記載のシステム（１０）。
【請求項１６】
前記キャビティ（２６）の前記側壁（３０）が、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲む前記導電性ビアフェンス（２０）の前記セクションと物理的に接触した、請求項１１から１５のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項１７】
前記導電性ビアフェンス（２０）が複数の導電性ビア（４２）を備え、前記複数の導電性ビア（４２）のそれぞれが、前記基板（１８）内でグランドに結合された第１の端部および前記基板（１８）の前記表面の第２の端部を有し、前記複数の導電性ビア（４２）が、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各アンテナ素子（１４）が前記複数の導電性ビア（４２）のそれぞれのサブセットによって別々に囲まれるように前記基板（１８）において位置決めされ、
前記テスト冶具アセンブリ（１２）が、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）の各キャビティ（２６）について、前記導電性ビアフェンス（２０）および前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を電気的に分離するように、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲む前記複数の導電性ビア（４２）の前記サブセットと前記キャビティ（２６）の前記側壁（３０）が位置合わせされるとともに電気的に結合されるように前記ＳＩＡＡ（１６）の前記基板（１８）の前記表面上に位置決めされた、請求項１５に記載のシステム（１０）。
【請求項１８】
前記キャビティ（２６）の前記側壁（３０）が、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲む前記複数の導電性ビア（４２）の前記サブセットと物理的に接触している、請求項１７に記載のシステム（１０）。
【請求項１９】
前記ＳＩＡＡ（１６）が、前記基板（１８）と反対側の前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の表面上に誘電体（４０）をさらに備える、請求項１１から１８のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項２０】
前記誘電体（４０）の厚さが、λ／４未満であり、ここで、λは、前記ＳＩＡＡ（１６）により送信または受信される搬送波周波数の波長である、請求項１９に記載のシステム（１０）。
【請求項２１】
前記テスト冶具アセンブリ（１２）の前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）とそれぞれ位置合わせされるように、前記テスト冶具アセンブリ（１２）を前記ＳＩＡＡ（１６）と位置合わせする機械的位置合わせ機構をさらに備える、請求項１１から２０のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項２２】
前記機械的位置合わせ機構が、
前記ＳＩＡＡ（１６）および前記テスト冶具アセンブリ（１２）の一方の外周の溝（３６）と、
前記ＳＩＡＡ（１６）および前記テスト冶具アセンブリ（１２）の他方の外周の隆起（３８）と、
を含む、請求項２１に記載のシステム（１０）。
【請求項２３】
前記テスト冶具アセンブリ（１２）が、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）それぞれにおいて１つまたは複数のセンサ（３２）をさらに備える、請求項１１から２２のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
【請求項２４】
前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）からの信号の送信時に、前記１つまたは複数のセンサ（３２）により出力された信号を処理して、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各々について１つまたは複数の測定を実行する制御装置（３４）をさらに備える、請求項２３に記載のシステム（１０）。
【請求項２５】
前記１つまたは複数の測定が、振幅誤差、位相誤差、出力電力、エラーベクトル振幅、および隣接チャネル漏洩電力比から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項２４に記載のシステム（１０）。
【請求項２６】
前記１つまたは複数のセンサ（３２）により前記１つまたは複数のキャビティ（２６）に注入される信号を生成し、前記１つもしくは複数のアンテナ素子（１４）または１つもしくは複数の各受信チェーンにより出力された、１つまたは複数の結果の信号を処理して、前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各々について１つまたは複数の受信測定を実行する制御装置（３４）をさらに備える、請求項２３に記載のシステム（１０）。
【請求項２７】
前記１つまたは複数の受信測定が、雑音指数および受信感度から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項２６に記載のシステム（１０）。
【請求項２８】
分離をもたらす１つまたは複数の材料で形成された１つまたは複数のキャビティ（２６）を含むテスト冶具アセンブリ（１２）を用いて基板集積アンテナアレイ（ＳＩＡＡ）（１６）上の１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各々について１つまたは複数の測定を実行すること（１００）であって、前記テスト冶具アセンブリ（１２）が、前記１つまたは複数の洞（２６）の各キャビティ（２６）について、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を電気的に分離するように、前記キャビティ（２６）の側壁（３０）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲むように前記ＳＩＡＡ（１６）の表面上に位置決めされた、実行すること（１００）と、
前記１つまたは複数の測定を利用すること（１０２）と、
を含む、方法。
【請求項２９】
前記１つまたは複数の測定を利用すること（１０２）が、前記１つまたは複数の測定を利用して前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を較正することを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記１つまたは複数の測定を利用すること（１０２）が、前記ＳＩＡＡ（１６）とともに、前記１つまたは複数の測定に関連する情報を別のエンティティに提供することを含み、前記情報が、前記１つまたは複数の測定、および前記１つまたは複数の測定に由来する情報から成る群のうちの少なくとも１つを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
基板集積アンテナアレイ（ＳＩＡＡ）（１６）、および前記ＳＩＡＡ（１６）上の１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各々について１つまたは複数の測定に関連する情報を取得すること（２００）であって、前記ＳＩＡＡ（１６）上の前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれの前記１つまたは複数の測定が、分離をもたらす１つまたは複数の材料で形成された１つまたは複数のキャビティ（２６）を含むテスト冶具アセンブリ（１２）を用いて実行され、前記テスト冶具アセンブリ（１２）が、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）の各キャビティ（２６）について、前記１つまたは複数のキャビティ（２６）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）を電気的に分離するように、前記キャビティ（２６）の側壁（３０）が前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）のそれぞれを囲むように前記ＳＩＡＡ（１６）の表面上に位置決めされた、取得すること（２００）と、
前記情報を利用すること（２０２）と、
を含む、方法。
【請求項３２】
前記ＳＩＡＡ（１６）が、基板（１８）と、前記基板（１８）の表面の１つまたは複数のアンテナ素子（１４）と、前記基板（１８）内でグランドに電気的に結合された第１の面および前記基板（１８）の前記表面の第２の面を有する導電性ビアフェンス（２０）とを備え、前記導電性ビアフェンス（２０）が、前記基板（１８）内で前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の各アンテナ素子（１４）を別々に囲む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記基板（１８）が、機械的位置合わせ機構を備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ＳＩＡＡ（１６）が、前記基板（１８）と反対側の前記１つまたは複数のアンテナ素子（１４）の表面上に誘電体（４０）をさらに備える、請求項３２または３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記誘電体（４０）の厚さが、λ／４未満であり、ここで、λは、前記ＳＩＡＡ（１６）により送信または受信される搬送波周波数の波長である、請求項３４に記載の方法。
【国際調査報告】
2019519944.tif 000014
2019519944.tif 000015
2019519944.tif 000016